محتويات
دليل الفولاذ للأدوات عالية السرعة
- جون
أحدث الفولاذ عالي السرعة ثورة في عالم التصنيع. في SteelPro Group، نحن متخصصون في توفير حلول عالية الجودة من الفولاذ عالي السرعة مصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتك.
ما هو الفولاذ عالي السرعة؟
الفولاذ عالي السرعة هو فولاذ أدوات سبائكي مشهور بالحفاظ على الصلابة ومقاومة التآكل في درجات الحرارة المرتفعة. يتم تصنيفه إلى أنواع تعتمد على التنغستن (سلسلة T) وأخرى تعتمد على الموليبدينوم (سلسلة M) وأخرى تعتمد على الكوبالت (سلسلة K)، وهو يتميز بصلابة استثنائية ومقاومة للتآكل ومقاومة للحرارة. مع صلابة حمراء فائقة مقارنة بأدوات الفولاذ الكربوني التقليدية، فإنه يحقق 62-65 HRC بعد المعالجة الحرارية. يستخدم بشكل أساسي في عمليات التصنيع عالية السرعة، وهو مثالي لأدوات القطع مثل المثاقب والطواحين الطرفية.
لماذا يسمى الفولاذ عالي السرعة؟
يُطلق عليه اسم "الفولاذ عالي السرعة" لأنه يحتفظ بصلابته عند سرعات القطع العالية، حتى عند تسخينه إلى حوالي 1100 درجة فهرنهايت (593 درجة مئوية). هذه القدرة، المعروفة باسم الصلابة الحمراء، تسمح له بالعمل بسرعات أعلى بكثير من الفولاذ الكربوني التقليدي.
ما هي خصائص الفولاذ عالي السرعة؟
محتوى سبيكة عالي:يحتوي الفولاذ عالي السرعة على مزيج من العناصر مثل التنغستن والموليبدينوم والكروم والفاناديوم وأحيانًا الكوبالت.
صلابة عالية:بعد المعالجة الحرارية، يصل الفولاذ عالي السرعة عادة إلى نطاق صلابة يتراوح بين 62-65 Rockwell C (HRC). ويحتفظ بصلابته عند درجات حرارة مرتفعة.
مقاومة استثنائية للتآكل:يعمل محتوى الكربيد (كربيدات التنغستن والموليبدينوم والفاناديوم بشكل أساسي) في الفولاذ عالي السرعة على تعزيز مقاومة التآكل بشكل كبير. كما أنه يحافظ على حافة القطع لفترة أطول بكثير من أنواع الفولاذ الأخرى للأدوات.
صلابة متوازنة:يتمتع الفولاذ عالي السرعة بتوازن جيد بين الصلابة والمتانة. ورغم أنه ليس بنفس صلابة الفولاذ المستخدم في أدوات العمل الباردة، إلا أنه أكثر صلابة من أدوات الكربيد، والتي تكون هشة بالمقارنة.
تكلفة عالية نسبيا:الفولاذ عالي السرعة أكثر تكلفة من الفولاذ الكربوني التقليدي بسبب عناصر السبائك والمعالجة الحرارية المتخصصة. ومع ذلك، فإن التكلفة تعوضها قدرته على الأداء بسرعات أعلى.
نظرة عامة على أنواع ودرجات الفولاذ عالي السرعة
لتلبية الاحتياجات المتنوعة لعمليات القطع والتصنيع، يتم تصنيف الفولاذ عالي السرعة إلى عدة فئات بناءً على عناصر السبائك وخصائص الأداء. فيما يلي التصنيفات الأساسية:
يعتمد على التنغستن (سلسلة T)
يُعرف بمحتواه العالي من التنغستن، ويوفر مقاومة ممتازة للتآكل وصلابة حمراء، وهو مثالي لأدوات القطع ذات درجات الحرارة العالية مثل قواطع الطحن.
- م1:HSS متعدد الأغراض مناسب للقطع المتقطع، ويوفر أداءً ثابتًا عبر تطبيقات مختلفة.
- م7:درجة N من HSS معدلة بصلابة ممتازة، تستخدم عادة في المثاقب اللولبية والأدوات الدقيقة الأخرى.
الموليبدينوم القائم (سلسلة M)
بفضل محتواه العالي من الموليبدينوم، فهو أكثر فعالية من حيث التكلفة من سلسلة T مع تقديم أداء مماثل، ويُستخدم على نطاق واسع في الأدوات العامة مثل المثاقب والصنابير.
- م2:أكثر أنواع الفولاذ عالي السرعة استخدامًا، فهو يوازن بين المتانة وكفاءة القطع والتكلفة، وهو مثالي للأدوات ذات الأغراض العامة.
- م2 يورو:نوع من M2 ذو درجة صلابة عالية، يستخدم عادة في أوروبا، يوفر صلابة أعلى قليلاً مع انخفاض بسيط في الصلابة.
- م3-1:تم تصميمه بمحتوى C و V متزايد، مما يوفر مقاومة أفضل للتآكل والحفاظ على الخصائص في ظل ظروف درجات الحرارة العالية.
- م3-2:يتميز بـ C و V أعلى من M3-1، مما يعزز أداء القطع وعمر الأداة بشكل كبير.
- م4:تشتهر بمقاومتها العالية للتآكل بسبب الحجم الكبير من VC الصلب، مما يجعلها مثالية لتطبيقات القطع الصعبة.
يعتمد على الكوبالت (سلسلة K أو مجموعة فرعية من سلسلة M)
تم تعزيزه بالكوبالت (على سبيل المثال، M35، M42)، ويوفر صلابة حمراء فائقة ومقاومة للحرارة، وهو مثالي لقطع المواد الصلبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.
- م35:إصدار محسن مشترك من M2، يعمل على تحسين الصلابة والصلابة الحمراء، ويُستخدم على نطاق واسع في أدوات القطع في أوروبا.
- م42:فولاذ عالي السرعة يحتوي على نسبة عالية من الكوبالت، مما يوفر صلابة استثنائية ومقاومة للتآكل، ويعتمد على الصلابة بدلاً من كميات كبيرة من VC.
- سي بي ام ريكس 76/M48:تم تصميم PM HSS عالي الجودة للعمليات الإنتاجية الطويلة والتشغيل الآلي الشاق والمواد الكاشطة، وهو يستخدم عادةً في أدوات الطهي.
يتضمن الفولاذ عالي السرعة أيضًا نوعين فريدين على النحو التالي:
درجات CPM مثل CPM M4 وCPM T15، يتم تصنيعها باستخدام مسحوق المعادن، مما يضمن بنية دقيقة موحدة تعزز مقاومة التآكل والصلابة. تجعلها عملية التصنيع المتقدمة أكثر تكلفة ولكنها مثالية لتطبيقات الدقة العالية الإجهاد.
- سي بي إم 4:نوع PM من M4 يوفر صلابة وموثوقية فائقة، خاصة في تطبيقات العمل البارد مثل اللكمات والقوالب.
- سي بي ام تي 15:نوع PM من T15 يتميز بمتانة وقابلية طحن محسنة بشكل كبير، مما يجعله خيارًا شائعًا لأدوات التثقيب.
- ب م 30:نوع PM معزز مشتركًا من M3-2 يجمع بين المتانة العالية وكفاءة القطع الممتازة، وهو مناسب للتطبيقات عالية الأداء.
فولاذ متوسط السرعة يحتوي على كمية أقل من التنغستن والموليبدينوم، مما يجعله أكثر تكلفة مع بقائه قويًا ومتينًا. غالبًا ما يستخدم في أجزاء الطائرات والصناعات حيث لا تكون هناك حاجة إلى القطع عالي السرعة أو مقاومة الحرارة الشديدة، ويفضل المعالجة الأسهل.
- م50:فولاذ عالي السرعة متوسط التكلفة ومناسب للأدوات مثل المثاقب اللولبية ومعدات النجارة حيث تكون الصلابة الحمراء أقل أهمية.
التركيب الكيميائي لدرجات الفولاذ عالية السرعة
| يكتب | الدرجات | ج | من | سي | كر | و | شهر | الخامس | كو |
| سلسلة T | م1 | 0.82 | 0.25 | 0.4 | 3.75 | 1.55 | 8.5 | 1.15 | – |
| سلسلة M | م2 | 0.85 | 0.25 | 0.3 | 4.15 | 6 | 4.8 | 1.85 | – |
| سلسلة M | م2 يورو | 0.91 | 0.25 | 0.3 | 4 | 6.15 | 4.85 | 1.75 | – |
| سلسلة M | م3-1 | 1.04 | 0.25 | 0.3 | 3.9 | 5.9 | 4.9 | 2.35 | – |
| سلسلة M | م3-2 | 1.21 | 0.25 | 0.3 | 4.1 | 6 | 5.5 | 2.9 | – |
| سلسلة M | م4 | 1.33 | 0.25 | 0.3 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 3.85 | – |
| سلسلة PM | سي بي ام ام4 | 1.45 | 0.25 | 0.3 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 3.85 | – |
| سلسلة T | م7 | 1 | 0.3 | 0.4 | 3.6 | 1.6 | 8.55 | 1.9 | – |
| سلسلة مشتركة | م35 | 0.93 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 6.25 | 5 | 1.9 | 4.9 |
| سلسلة مشتركة | م42 | 1.08 | 0.3 | 0.45 | 3.85 | 1.5 | 9.5 | 1.2 | 8 |
| سلسلة مشتركة | سي بي ام ريكس 76/M48 | 1.55 | 0.2 | 0.4 | 4 | 10 | 5.25 | 3.1 | 9 |
| سلسلة إنت | م50 | 0.83 | 0.3 | 0.3 | 4.1 | 1.15 | 4.5 | 1.05 | – |
| سلسلة إنت | م52 | 0.9 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 1.15 | 4.5 | 1.95 | – |
| سلسلة PM | سي بي ام تي 15 | 1.6 | 0.3 | 0.3 | 4.25 | 12.25 | 0.75 | 5 | 5 |
| سلسلة PM | ب م 30 | 1.28 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 6.4 | 5 | 3.1 | 8 |
مقارنة أداء درجات الفولاذ عالية السرعة
| الدرجات | حقوق الإنسان | قابلية التصنيع |
| م1 | 55 | 65 |
| م2 | 50 | 65 |
| م2 يورو | 50 | 65 |
| م3-1 | 40 | 66 |
| م3-2 | 35 | 66 |
| م4 | 35 | 65 |
| سي بي إم 4 | 45 | 65 |
| م7 | 45 | 66 |
| م35 | 45 | 65 |
| م42 | 35 | 68 |
| سي بي ام ريكس 76/M48 | 15 | 69 |
| م50 | 65 | 63 |
| سي بي ام تي 15 | 25 | 67 |
| ب م 30 | 30 | 67 |
ما هي استخدامات الفولاذ عالي السرعة؟
- رؤوس المثقاب
- مطاحن نهاية
- الصنابير والقوالب
- المثاقب
- شفرات المنشار
- أدوات المخرطة
- قواطع التروس
- الدبابيس
- اللكمات
متى تم اختراع الفولاذ عالي السرعة؟
تم اختراع الفولاذ عالي السرعة (HSS) في عام 1910 بواسطة فريدريك وينسلو تايلور وماونسل وايت. وقد كان هذا بمثابة تقدم كبير في تكنولوجيا أدوات القطع. وفيما يلي لمحة موجزة عن أهم الإنجازات في تاريخ الفولاذ عالي السرعة.
1868:طور روبرت فورستر موشيت فولاذ موشيت، وهو السلف للفولاذ عالي السرعة الحديث. كان يحتوي على 2% C و2.5% Mn و7% W، ثم تصلب عند تبريده بالهواء.
1899–1900:قام فريدريك وينسلو تايلور وماونسل وايت في شركة بيت لحم للصلب بتحسين أنواع الفولاذ المستخدم في الأدوات مثل فولاذ موشت من خلال التجارب. سمحت عملية المعالجة الحرارية التي ابتكراها للفولاذ بالاحتفاظ بالصلابة في درجات الحرارة العالية، مما أدى إلى زيادة سرعة القطع ثلاث مرات. أصبحت هذه العملية تُعرف باسم عملية تايلور-وايت، والتي عُرضت في معرض باريس عام 1900.
1910:تم تقديم أول HSS مصنف رسميًا، AISI T1، وحصلت على براءة اختراعه من قبل شركة Crucible Steel Co.
حقبة الحرب العالمية الثانية:أدى نقص المواد إلى تطوير الفولاذ عالي السرعة القائم على الموليبدينوم، مثل AISI M1 وM2، مما يوفر بدائل فعالة من حيث التكلفة للفولاذ عالي السرعة القائم على التنغستن. أصبحت هذه الدرجات مستخدمة على نطاق واسع.
الفولاذ عالي السرعة مقابل الفولاذ الكربوني
إذا كانت المتانة وكفاءة القطع هي أولوياتك، فإن HSS يتفوق على الفولاذ الكربوني بهامش كبير.
تم تصميم الفولاذ عالي السرعة للعمليات ذات درجات الحرارة العالية، حيث يحافظ على صلابته وقدرته على القطع حتى عند تسخينه إلى حوالي 1100 درجة فهرنهايت (593 درجة مئوية). وهذا يجعله مثاليًا لتصنيع الأدوات مثل المثاقب والصنابير، وخاصة عند السرعات العالية.
على النقيض من ذلك، فإن الفولاذ الكربوني، على الرغم من أنه أكثر تكلفة وأسهل في الشحذ، يفقد صلابته واحتفاظه بالحافة تحت الحرارة العالية، مما يحد من استخدامه في التطبيقات منخفضة السرعة أو الأدوات اليدوية.
الفولاذ عالي السرعة مقابل الكربيد
يوفر الكربيد أداءً أعلى لمهام محددة. ويظل الفولاذ عالي السرعة خيارًا متعدد الاستخدامات وفعّالاً من حيث التكلفة لمجموعة أوسع من الاستخدامات.
تتميز أدوات الكربيد بالكفاءة في التشغيل عالي السرعة والدقة ويمكنها قطع مواد أكثر صلابة مع مقاومة فائقة للتآكل. ومع ذلك، فإن الكربيد هش، مما يجعله أقل ملاءمة للقطع المتقطع أو العمليات المعرضة للصدمات.
من ناحية أخرى، يعتبر HSS أكثر صلابة وأكثر تسامحًا، مما يجعله مثاليًا للأدوات والتطبيقات العامة التي تتطلب المتانة تحت الضغط.
الشراكة مع SteelPro Group لتحقيق التميز في صناعة الفولاذ عالي السرعة
تلتزم مجموعة SteelPro بتقديم منتجات HSS عالية الجودة وإرشادات الخبراء لمساعدتك على تحقيق أهدافك. سواء كنت تقوم بترقية أدواتك أو تخطط لمشاريع جديدة، اتصل بنا اليوم لتكتشف كيف يمكن لحلولنا أن تحدث فرقًا. دعنا نبني نجاحك معًا!
